基于LoRa技术的变电站远程照明控制设计

基于LoRa技术的变电站远程照明控制设计

姜红军惠东军张性东王伟张菲

（国网河南省电力公司社旗县供电公司河南南阳473000）

摘要：当前我国电力系统日趋完善，变电站数量与日俱增，用以满足人们不断增长的用电需求，其中远程照明系统作为变电站重要系统之一，需契合变电站营运环境进行设计，确保充分发挥该系统应用能效，为营建稳定、安全变电站营运氛围奠定基础。本文基于LoRa技术分析变电站远程照明控制设计方略，以期提高变电站综合营运能力，达到为社会建设发展及人们生活生产提供优质电力资源的目的。

关键词：LoRa技术；变电站；远程照明；控制设计

低功耗广域网（LowPowerWideAreaNetwork）即LPWAN，由美国Semtech公司首先应用与推广，用以解决一定区域内，企业综合通信“低功耗”、“远距离”协同优化困难，在LPWAN加持下，提高区域设备综合运行成效，同时提高区域通信质量，当前变电站规模不断增加，低功耗广域网与变电站营运的有机整合势在必行，其中LoRa技术作为低功耗广域网通信技术之一，借助扩频技术，建立完善、稳定的通信系统，为变电站有效应用机器设备创造条件，达到提高变电站远距离通信质量的目的，基于此为使变电站通信能力得以有效提高，分析基于LoRa技术的变电站远程照明控制设计方略显得尤为重要。

一、基于LoRa技术设计变电站远程照明通信系统

LoRa技术是当前较为常用且科学、有效的通信系统之一，将其与变电站远程照明控制设计整合在一起，可满足新时期变电站照明系统之间的通信需求，基于此变电站可应用线性调频脉冲调制信号，敷设调频脉冲系统（Chirp），用以持续拓宽通信信号频谱，落实扩频通信目标，并有效提高变电站远程照明控制通信系统抗感染能力。

为使通信系统更加稳定，变电站需加大通信网络敷设力度，秉持与时俱进理念，根据变电站远程照明切实需求，科学采办、优化通信设备，使变电站远程照明控制系统始终处于最佳状态，在此基础上配置接地网照明监测系统，该系统具体由远程照明控制传感器、中继节点、客户端、后台服务器构成，其中中继节点是远程照明通信数据中转站，是数据传输的跳板，其灵活性、深入性、稳定性，关乎变电站远程照明控制质量，同时后台服务器需高效运行，用以高效搜集、整合变电站远程照明数据，在IT技术加持下，实现远程照明通信数据云端化处理目标，推动变电站管理系统朝着智能化、数字化、自动化方向发展[1]。

二、基于LoRa技术设计变电站远程照明监测系统

变电站根据自身管理需求不断调整照明系统，以人力为主的管控方法不具备灵活性、实效性、便捷性，影响变电站远程照明系统控制成效，为此需通过设计监测系统，及时掌握远程照明控制动态，监测系统设计具体可从以下几个方面进行分析：一是参数设置。根据照明强度、范围、时长等因素，结合变电站运营实况，灵活设置监测参数，制造保证监测结果富有导向性；二是合理设计开路位置。变电站远程照明控制系统错综复杂，需技术人员通过合理设计开路位置，实现科学监测照明控制系统目标，例如可将变电站划分为若干区域，在每个照明区域内安装开路，根据照明需求予以控制，达到降低远程照明控制能耗的目的；三是设计富有延展性的监测系统。基于变电站处于持续发展状态，对照明系统敷设范畴的需求将随之发生变化，为此需技术人员秉持“顶层设计”、统筹规划理念，从全局出发设计富有延展性的监测系统，以设计隐藏中继节点的形式为扩展通信提供便利，继而发挥基于LoRa技术的变电站远程照明控制设计优势[2]。

三、基于LoRa技术设计变电站远程照明控制终端

变电站远程照明控制监测终端设计主要分为两大模块：一是获取监测数据模块。变电站根据LoRa技术应用需求敷设互联网系统，为获取远程照明控制信息奠定基础，应用取能天线接收电网电磁波，对MicroControllerUnit模块进行控制，保证监测系统运行稳定，将流入网络内的监测数据传输至LoRa芯片中进行存储；二是输出监测数据模块。通信数据输出模块与终端处理环节连接在一起，将经该模块处理过的信息以数字化形式传输出去，为工作人员灵活控制远程照明系统奠定基础。

四、基于LoRa技术设计变电站远程照明测试模式

为使LoRa技术加持下的远程照明控制系统可以发挥积极能效，需技术人员在完成设计任务后，针对控制系统进行测试，例如将无线远程照明控制传感终端置于不同位置，与中继节点保持一定距离，并用设备收集测试点信号，为使搜集信号更具代表性，测试工作人员应分别选择晴天、阴雨天进行测试，以便远程照明控制系统信号稳定，不受自然条件影响。待通信稳定性测试完毕后，技术人员应测试变电站远程照明控制效果，选用变电站常用照明设备为监测对象，在相同环境下测量无LoRa技术加持的变电站远程照明控制系统稳定性，并进行对比分析。通过分析对比结果可知，远程照明控制传感终端能够对照明时长、照明亮度、照明范围等照明参数进行精准描述，并以数据形式传至客户终端，为技术人员根据变电站照明需求灵活调整远程照明控制方案提供依据[3]。

结束语：

综上所述，电能是人们在生产生活中必不可少的资源，只有电力系统稳定，才能助力社会稳健发展，基于此电力系统需以变电站为基点，开展管控模式革新活动，旨在优化配置新时期管理资源，合理应用管控手段，推动电力系统良性发展。基于此，变电站为有效提高其远程照明控制能力，需将LoRa技术与远程照明技术结合在一起，将该复合型技术应用到远程照明监控系统中，借助接地网扩大远程照明控制范畴，以互联网为依托，将人力从远程照明控制工作中摆脱出来，同时在LoRa技术加持下实现复杂电磁环境远距离通信目标，帮助技术人员获取全面、实时、有效的控制数据，为其灵活调整远程照明控制方案提供依据，达到提高变电站综合管理质量的目的。

参考文献：

[1]甘肃电网有限责任公司.基于LoRa技术的变电站配电室环境控制系统：中国，CN201820815472.6[P].2018-11-30.

[2]贵州电网有限责任公司.基于LoRa技术的变电站配电室环境控制系统及方法：中国，CN201810530483.4[P].2018-08-10.

[3]茆天宇，何怡刚，罗旗舞，等.基于LoRa的变电站接地网腐蚀监测系统设计[J].传感器与微系统，2018，37（8）：107-108，115.

作者简介：

1.作者姓名：惠东军，出生年月：1972年10月，职位：高级技师高级工程师，主要研究方向：变电站运维，作者单位：国网河南省电力公司社旗县供电公司。

2.作者姓名：姜红军，出生年月：1973年5月，职位：工程师，主要研究方向：变电检修，作者单位：国网河南省电力公司社旗县供电公司

3.作者姓名：张性东，出生年月：1976年02月，职位：高级会计师作者单位：国网河南省电力公司社旗县供电公司。